本申請(qǐng)屬于煉鋼技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種提高硼收得率的含硼鋼冶煉工藝方法。

背景技術(shù)：

硼元素對(duì)鋼淬透性改善能力極強(qiáng)，微量的硼即可成倍地增加鋼的淬透性。鋼中0.0010％～0.0030％的硼元素作用可分別相當(dāng)于0.6％錳、0.7％鉻、0.5％鉬和1.5％鎳，因此，其提高淬透性的能力為上述合金元素的幾百倍乃至上千倍，只需極少量硼即可節(jié)約大量的貴重合金元素。一般合金元素提高淬透性的效果隨其在鋼中含量增加而增長(zhǎng)，但鋼中的硼有一個(gè)最佳含量，過多或過少均對(duì)提高淬透性不利，而且含量很小，約為0.0010％，一般控制在0.0005％～0.0030％。

微量硼元素即可改變鋼的淬透性，這是硼元素最大的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)也是一個(gè)主要缺點(diǎn)，因?yàn)殇摬膶?duì)硼含量的微小變化都十分敏感。因此，煉鋼過程需嚴(yán)格控制硼含量，使其穩(wěn)定在鋼種需求的含量范圍內(nèi)。實(shí)際生產(chǎn)中硼元素的加入量高于0.0010％，主要因?yàn)榕鹪剌^為活潑，它與氧、氮等元素都有很強(qiáng)的親和力，容易形成氧化硼、氮化硼等，使硼元素失效，不能保證鋼的淬透性。在冶煉含硼鋼時(shí)，需嚴(yán)格控制鋼水中氧、氮含量，提高硼的收得率，穩(wěn)定硼含量，進(jìn)而穩(wěn)定鋼的淬透性能。

含硼鋼冶煉工藝路線多樣，現(xiàn)有含硼鋼冶煉技術(shù)普遍存在鋼水、爐渣氧勢(shì)控制不穩(wěn)定，或鋼水中n含量偏高等問題，使鋼種有效硼元素的控制不穩(wěn)定，對(duì)溫度含硼鋼的性能極為不利。為了穩(wěn)定含硼鋼的質(zhì)量，同時(shí)降低冶煉成本，進(jìn)一步研究提高含硼鋼硼元素收得率的冶煉工藝方法具有重要的意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種提高硼收得率的含硼鋼冶煉工藝方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)冶煉含硼鋼時(shí)存在的問題，相對(duì)其他冶煉技術(shù)而言，是一種工藝流程短、生產(chǎn)成本低、操作簡(jiǎn)單、硼元素收得率高且鋼水中硼含量穩(wěn)定的加硼鋼冶煉工藝。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

本申請(qǐng)實(shí)施例公開了一種提高硼收得率的含硼鋼冶煉工藝方法，工藝流程依次包括：

s1，轉(zhuǎn)爐過程，其出鋼過程中加入合金進(jìn)行脫氧合金化，出鋼結(jié)束后向鋼包渣面加入調(diào)渣劑和石灰來控制爐渣成分、氧勢(shì)，所述出鋼過程鋼包底部全程吹氬氣，保持鋼水?dāng)噭?dòng)，但不劇烈翻騰；

s2，vod過程，所述轉(zhuǎn)爐過程結(jié)束后將鋼水運(yùn)輸至vod進(jìn)行處理，鋼包調(diào)運(yùn)到位后接通底吹，開始抽真空處理，保持高真空進(jìn)行脫氣、去夾雜，硼鐵在所述vod過程后期加入，所述硼鐵加入后繼續(xù)保持高真空循環(huán)，最后將鋼水輸送出去進(jìn)行連鑄過程；

s3，連鑄過程，采取保護(hù)澆鑄，防止鋼水增氮、二次氧化。

優(yōu)選的，在上述的提高硼收得率的含硼鋼冶煉工藝方法中，所述出鋼過程溫度大于1650℃。

優(yōu)選的，在上述的提高硼收得率的含硼鋼冶煉工藝方法中，加入所述調(diào)渣劑的量為1.5～5.5kg/t，加入所述石灰的量為2.0～4.0kg/t，所述氬氣流量控制為80～200nl/min。

優(yōu)選的，在上述的提高硼收得率的含硼鋼冶煉工藝方法中，所述合金及調(diào)渣劑全部加完后繼續(xù)保持吹氬氣，時(shí)間大于3min。

優(yōu)選的，在上述的提高硼收得率的含硼鋼冶煉工藝方法中，所述鋼水運(yùn)輸至vod時(shí)溫度大于1610℃，所述爐渣中含量t.fe+mno≤2.0％。

優(yōu)選的，在上述的提高硼收得率的含硼鋼冶煉工藝方法中，所述vod過程中真空度保持在50pa以下，所述底吹流量為5～50nl/min，所述底吹氣體為氬氣、氫氣混合氣體，兩者比例分別為70％～90％∶10％～30％。

優(yōu)選的，在上述的提高硼收得率的含硼鋼冶煉工藝方法中，所述脫氣時(shí)間大于15min，硼鐵加入后繼續(xù)高真空處理5min以上。

優(yōu)選的，在上述的提高硼收得率的含硼鋼冶煉工藝方法中，所述調(diào)渣劑的粒度為40～70mm，其成分為：al30～45％、ca3～10％、cao25～35％、al2o315～20％、caf25～10％、雜質(zhì)。

優(yōu)選的，在上述的提高硼收得率的含硼鋼冶煉工藝方法中，所述硼鐵加入量為0.115-0.124kg/t。

本發(fā)明冶煉工藝的原理如下：

通過嚴(yán)格執(zhí)行含硼鋼冶煉工藝過程操作規(guī)范，穩(wěn)定冶煉工藝參數(shù)，使鋼水、爐渣氧勢(shì)降至較低的水平，顯著提高硼元素收得率，與原有工藝相比，縮短了冶煉工藝流程，穩(wěn)定了含硼鋼中硼元素的含量。轉(zhuǎn)爐高溫出鋼，在出鋼過程直接完成脫氧合金化及造渣，可取消lf工位，避免了lf長(zhǎng)時(shí)間處理鋼水氣體含量高的問題，同時(shí)縮短了冶煉工藝流程，提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本；鋼水調(diào)運(yùn)至vod進(jìn)行進(jìn)一步的脫氣、去夾雜處理，通過高真空、合適的底吹攪拌，可有效降低鋼水t.o、n含量，然后再加入硼鐵進(jìn)行合金化，既減少了硼的氧化損失，也降低了后期連鑄過程鑄坯中bn的析出。該冶煉工藝方法，提高了硼元素收得率，降低了硼合金使用量，降低了生產(chǎn)成本，同時(shí)，降低了鋼水n含量，使鋼中有效b含量增加，對(duì)含硼鋼的質(zhì)量、性能的穩(wěn)定具有積極作用。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于：

(1)轉(zhuǎn)爐高溫出鋼，出鋼過程實(shí)現(xiàn)脫氧合金化及造渣，取消了lf工位，縮短了冶煉工藝流程，降低了生產(chǎn)成本；

(2)利用vod有效降低鋼中t.o、n含量，顯著提高了鋼水潔凈度，并減少了鑄坯中bn的析出，提高鋼中有效b的含量；

(3)提高了硼元素收得率，穩(wěn)定了鋼中硼含量，減少了硼鐵合金消耗。

具體實(shí)施方式

下面將對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)的描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

提高硼收得率的含硼鋼冶煉工藝方法，工藝流程依次包括：

s1，轉(zhuǎn)爐過程，其出鋼過程中加入合金進(jìn)行脫氧合金化，出鋼結(jié)束后向鋼包渣面加入調(diào)渣劑和石灰來控制爐渣成分、氧勢(shì)，出鋼過程鋼包底部全程吹氬氣，保持鋼水?dāng)噭?dòng)，但不劇烈翻騰；

s2，vod過程，轉(zhuǎn)爐過程結(jié)束后將鋼水運(yùn)輸至vod進(jìn)行處理，鋼包調(diào)運(yùn)到位后接通底吹，開始抽真空處理，保持高真空進(jìn)行脫氣、去夾雜，硼鐵在vod過程后期加入，硼鐵加入后繼續(xù)保持高真空循環(huán)，最后將鋼水輸送出去進(jìn)行連鑄過程；

s3，連鑄過程，采取保護(hù)澆鑄，防止鋼水增氮、二次氧化。

上述工藝方法在大生產(chǎn)中得到穩(wěn)定應(yīng)用，生產(chǎn)過程中鋼包鋼水量120t，采用硼含量為20.56％的硼鐵合金，生產(chǎn)硼含量為0.0010～0.0035％的含硼鋼，使用本發(fā)明冶煉工藝方法進(jìn)行冶煉及硼的合金化。具體如下：

實(shí)施例1

1)轉(zhuǎn)爐高溫出鋼，出鋼溫度達(dá)到1668℃，出鋼30％左右向鋼水中加入金屬鋁、硅鐵、錳合金、碳粉等進(jìn)行脫氧合金化；出鋼結(jié)束向鋼包渣面加入調(diào)渣劑3.3kg/t，調(diào)渣劑粒度為60mm，成分為：al39％、ca8％、cao30％、al2o316％、caf26％、其余為雜質(zhì)，石灰2.6kg/t，出鋼過程鋼包底吹氬氣流量控制為150nl/min，合金、調(diào)渣劑全部加完后繼續(xù)保持底吹攪拌4.5min；

2)鋼包調(diào)運(yùn)至vod工位，vod進(jìn)站溫度1617℃，t.fe+mno為1.76％，鋼包放置到位后接通底吹，并開始抽真空處理，底吹氬氣、氫氣混合氣體流量為15nl/min，氬氣與氫氣容量比為8∶2，最低真空度為42pa，脫氣處理階段根據(jù)進(jìn)站鋼水成分將各元素含量微調(diào)到位，脫氣時(shí)間16.2min，然后加入硼鐵，硼鐵加入量0.115kg/t，硼鐵加入結(jié)束繼續(xù)深真空處理5.8min，然后破空、出鋼。

3)vod出鋼時(shí)鋼水t.o含量0.0012％，n含量0.0015％，鋼水中b含量為0.0021％，收得率達(dá)到88.5％。

實(shí)施例2

1)轉(zhuǎn)爐高溫出鋼，出鋼溫度達(dá)到1675℃，出鋼30％左右向鋼水中加入金屬鋁、硅鐵、錳合金、碳粉等進(jìn)行脫氧合金化；出鋼結(jié)束向鋼包渣面加入調(diào)渣劑1.5kg/t，調(diào)渣劑粒度為40mm，成分為：al30％、ca10％、cao35％、al2o315％、caf25％、其余為雜質(zhì)，石灰2.0kg/t，出鋼過程鋼包底吹氬氣流量控制為80nl/min，合金、調(diào)渣劑全部加完后繼續(xù)保持底吹攪拌4min；

2)鋼包調(diào)運(yùn)至vod工位，vod進(jìn)站溫度1615℃，t.fe+mno為1.55％，鋼包放置到位后接通底吹，并開始抽真空處理，底吹氬氣、氫氣混合氣體流量為5nl/min，氬氣與氫氣容量比為7∶3，最低真空度為49pa，脫氣處理階段根據(jù)進(jìn)站鋼水成分將各元素含量微調(diào)到位，脫氣時(shí)間15.5min，然后加入硼鐵，硼鐵加入量0.119kg/t，硼鐵加入結(jié)束繼續(xù)深真空處理6.3min，然后破空、出鋼。

3)vod出鋼時(shí)鋼水t.o含量0.0011％，n含量0.0016％，鋼水中b含量為0.0023％，收得率達(dá)到90.2％。

實(shí)施例3

1)轉(zhuǎn)爐高溫出鋼，出鋼溫度達(dá)到1655℃，出鋼30％左右向鋼水中加入金屬鋁、硅鐵、錳合金、碳粉等進(jìn)行脫氧合金化；出鋼結(jié)束向鋼包渣面加入調(diào)渣劑5.5kg/t，調(diào)渣劑粒度為70mm，成分為：al40％、ca3％、cao25％、al2o320％、caf210％、其余為雜質(zhì)，石灰4.0kg/t，出鋼過程鋼包底吹氬氣流量控制為200nl/min，合金、調(diào)渣劑全部加完后繼續(xù)保持底吹攪拌3.8min；

2)鋼包調(diào)運(yùn)至vod工位，vod進(jìn)站溫度1625℃，t.fe+mno為2.00％，鋼包放置到位后接通底吹，并開始抽真空處理，底吹氬氣、氫氣混合氣體流量為50nl/min，氬氣與氫氣容量比為9∶1，最低真空度為40pa，脫氣處理階段根據(jù)進(jìn)站鋼水成分將各元素含量微調(diào)到位，脫氣時(shí)間15.3min，然后加入硼鐵，硼鐵加入量0.124kg/t，硼鐵加入結(jié)束繼續(xù)深真空處理5.3min，然后破空、出鋼。

3)vod出鋼時(shí)鋼水t.o含量0.0012％，n含量0.0017％，鋼水中b含量為0.0022％，收得率達(dá)到89.6％。

對(duì)比實(shí)施例

原工藝路線為轉(zhuǎn)爐冶煉—lf精煉—vod真空—連鑄，該冶煉工藝路線整體控制效果與本發(fā)明基本一致，但工藝路線長(zhǎng)，生產(chǎn)成本高，且硼鐵在lf精煉過程加入，硼的收得率相對(duì)較低。

1)轉(zhuǎn)爐出鋼溫度大于1620℃，出鋼過程加入金屬鋁、硅鐵、錳合金、碳粉等進(jìn)行脫氧合金化，并加入石灰1.5～4.0kg/t，鋼包底吹流量設(shè)置為100～250nl/min。

2)鋼包調(diào)運(yùn)至lf精煉工位，lf精煉后測(cè)溫、取樣，然后根據(jù)進(jìn)站溫度、鋼水成分情況控制溫度和調(diào)整化學(xué)成分，并加入大量電石、金屬鋁等對(duì)爐渣進(jìn)行脫氧，待合金成分和爐渣氧勢(shì)控制到位后，再加入硼鐵，硼鐵加入量0.12～0.21kg/t。加入硼鐵時(shí)開大底吹攪拌5min左右，然后降低底吹，待溫度、化學(xué)成分均調(diào)整到位后出鋼。

3)鋼包調(diào)運(yùn)至vod工位進(jìn)行真空處理，真空度控制在50pa以下，底吹氣體主要為氬氣，底吹流量10～60nl/min，脫氣處理時(shí)間大于18min，然后破空、出鋼。

4)vod出鋼時(shí)鋼水中n含量多在0.0025％以下，爐渣t.fe+mno小于1.5％，鋼水中b含量為0.0015％～0.0028％，收得率在56％～82％。

本實(shí)施方式只是對(duì)本專利的示例性說明而并不限定它的保護(hù)范圍，本領(lǐng)域人員還可以對(duì)其進(jìn)行局部改變，只要沒有超出本專利的精神實(shí)質(zhì)，都視為對(duì)本專利的等同替換，都在本專利的保護(hù)范圍之內(nèi)。